2025人教版高中物理必修第三册同步练习题--3（有解析）　实验_导体电阻率的测量

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2025人教版高中物理必修第三册
3　实验:导体电阻率的测量
基础过关练
题组一　基本仪器的使用和读数
1.(2024江苏宝应期中)如图甲所示为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的　　　　(选填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为　　　　mm。
2.(2024湖北恩施期中)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测量小球的直径时,他应先转动　　　　,使F靠近小球,再转动　　　　,使F夹住小球,直至听到棘轮发出声音为止,拨动　　　　,使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。正确操作后,螺旋测微器的示数如图乙所示,则小球的直径是　　　　mm。
题组二　实验原理与操作
3.(2024山东青岛第二中学期中)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示,金属丝的匝数为39,用刻度尺测出金属丝的长度为L,已知金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算该金属材料的电阻率。
(1)从图中得出金属丝的直径为　　　　mm(结果保留3位有效数字)。
(2)某同学实验时取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3 V,内阻约10 kΩ
B.电压表0~15 V,内阻约50 kΩ
C.电流表0~0.6 A,内阻约0.05 Ω
D.电流表0~3 A,内阻约0.01 Ω
E.滑动变阻器,阻值范围0~10 Ω
F.滑动变阻器,阻值范围0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值,电压表应选　　　　,电流表应选　　　　,滑动变阻器应选　　　　。(填序号)
②实验中该同学的实物连线如图乙所示,请指出实物连线中的两处明显错误。
错误a:　 ;
错误b:　 。
4.(2024广东深圳期中)有一研究性学习小组的同学测量某金属丝的电阻率。
　
(1)用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置分别测量金属丝的直径。某次测量时,螺旋测微器示数如图甲所示,读数为　　　　mm。
(2)实验电路如图乙所示,实验室提供了待测金属丝Rx(接入电路部分的阻值约几欧)、电源E(电压为3 V)、开关S、导线若干。开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到最　　　　端(填“左”或“右”)。
(3)请用笔画线代替导线,在图丙中完成与图乙相对应的实物电路。
(4)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d。正确连接电路,测得多组电压表示数和对应电流表示数,通过描点作出的U-I图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k,则金属丝的电阻率ρ=　　　　　　。(结果用题中所给字母表示)
题组三　实验数据处理
5.(经典题)(2024湖北随州期中)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度为50 cm。
　
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图甲所示,其读数为　　　　mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)为了精确测量金属丝的电阻,某实验小组设计出如图乙所示的实验电路图,按照该电路图完成图丙所示的实物电路连接,并使闭合开关的瞬间,电压表、电流表不至于被烧坏。
(3)该小组同学利用上述实物电路进行数据测量,记录数据如下表所示。另外该小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图丁所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=　　　　Ω(保留2位有效数字)。
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.02 0.06 0.16 0.22 0.34 0.46 0.52
(4)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为　　　　(填选项前的符号)。 　
A.1×10-2 Ω·m
B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m
D.1×10-8 Ω·m
答案与分层梯度式解析
3　实验:导体电阻率的测量
基础过关练
1.答案　A　11.25
解析　由游标卡尺的结构原理可知,测内径时应选游标卡尺的内测量爪,即选A,测外径时应选用游标卡尺的外测量爪,即B,测量深度时选用深度尺,即C;题图乙中游标卡尺的主尺读数为11 mm,游标尺的读数为5×0.05 mm=0.25 mm,故钢笔帽的内径为11.25 mm。
2.答案　D　H　G　6.700
解析　用螺旋测微器测小球直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F靠近被测小球,再转动微调旋钮H,使测微螺杆F夹住小球,直到棘轮发出声音为止,拨动锁紧装置G,使F固定后读数。螺旋测微器读数=固定刻度读数+可动刻度读数=6.5 mm+20.0×0.01 mm=6.700 mm。
3.答案　(1)0.654(0.651、0.656均可)　(2)①A　C　E　②见解析
解析　(1)从题图甲中可读出紧密绕制的39匝金属丝的宽度为2.55 cm,故金属丝的直径为≈0.065 4 cm=0.654 mm。
(2)①由于两节干电池串联的电压约为3 V,则电压表应选A;通过金属丝的最大电流约为Im==0.6 A,则电流表应选C;滑动变阻器采用限流式接法,则滑动变阻器的最大阻值应与金属丝的电阻接近,故应选E。
②错误a:导线应该连接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱上,而不是接在滑片上;错误b:待测电阻的阻值较小,则电流表应该采用外接法。
4.答案　(1)0.400　(2)右　(3)图见解析　(4)
解析　(1)螺旋测微器的分度值为0.01 mm,读数为0+40.0×0.01 mm=0.400 mm。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到最大阻值处,即右端,以保证闭合开关时,电路中的电流最小。
(3)根据电路图可知,滑动变阻器采用限流式接法,测量电路采用电流表外接法,实物图如图所示。
(4)由于作出的U-I图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率表示电阻的阻值,可得待测金属丝的阻值为R=k;根据电阻定律可得R=ρ,联立解得ρ=。
5.答案　(1)0.398(0.397~0.399均正确)　(2)图见解析　(3)图见解析　4.5(4.3~4.7均正确)　(4)C
解析　(1)螺旋测微器的读数为0+39.8×0.01 mm=0.398 mm。
(2)实物图连接如图所示。
(3)根据表中数据描点,作出U-I图线如图所示。
图线的斜率反映了金属丝的电阻,因此金属丝的电阻值Rx=≈4.5 Ω。
(4)根据R=ρ得金属丝的电阻率ρ= Ω·m≈1.12×10-6 Ω·m,选项C正确。
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